CN108089044A - 一种模拟示波器***和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种模拟示波器***和装置，其中，***包括数据采集模块、通讯传输模块和PC软件数据处理模块，所述数据采集模块与被测对象连接，用于采集所述被测试对象输出的测试信号，并将所述测试信号转换为数字信号输出至所述通讯传输模块，由所述通讯传输模块传输至与所述通讯传输模块连接的所述PC软件数据处理模块，所述PC软件数据处理模块接收所述数字信号，进行处理并绘制实时图像。通过采集被测试对象的模拟信号，然后将模拟信号转换为数字信号，再传输到PC进行处理以及绘图显示，取代现有的专用示波器，在获得示波器功能的同时，降低了使用成本，而且体积远小于示波器的体积，减少了对于空间的占用。
Description
技术领域
本发明涉及实时通讯数据处理技术领域，特别是涉及一种模拟示波器***和装置。
背景技术
在电子工业领域，示波器是必不可少的测试设备之一，示波器是它能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图像，便于人们研究各种电现象的变化过程。示波器利用狭窄的、由高速电子组成的电子束，打在涂有荧光物质的屏面上，就可产生细小的光点(这是传统的模拟示波器的工作原理)。在被测信号的作用下，电子束就好像一支笔的笔尖，可以在屏面上描绘出被测信号的瞬时值的变化曲线。利用示波器能观察各种不同信号幅度随时间变化的波形曲线，还可以用它测试各种不同的电量，如电压、电流、频率、相位差、调幅度等等。
而示波器的价格一般非常高昂，而且体积庞大。在实验室中，如果多人需要同时使用示波器进行测试时，每次只能进行一人进行一项测量，使用成本高，测试效率低，不能达到普及效果，影响开发效率。
发明内容
本发明的目的是提供了一种模拟示波器***和装置，解决了示波器价格昂贵不能普及的问题，减少了示波器对空间的占用。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种模拟示波器***，包括数据采集模块、通讯传输模块和PC软件数据处理模块，所述数据采集模块与被测对象连接，用于采集所述被测试对象输出的测试信号，并将所述测试信号转换为数字信号输出至所述通讯传输模块，由所述通讯传输模块传输至与所述通讯传输模块连接的所述PC软件数据处理模块，所述PC软件数据处理模块接收所述数字信号，进行处理并绘制实时图像。
其中，所述数据采集模块，包括数据采集电路和模数转换电路，所述数据采集电路与所述被测对象连接，用于采集所述被测试对象输出的测试信号，并输出至与所述数据采集电路连接的所述模数转换电路，由所述数模转换电路将所述测试信号转换为数字信号进行模数转换之后输出值所述通讯传输模块。
其中，还包括与所述数据采集电路连接的控制模块，所述控制模块与所述PC软件数据处理模块、所述模数转换电路连接，接收所述PC软件数据处理模块的控制信号，控制所述数据采集电路的信号采集类型。
其中，还包括与所述数据采集电路、所述模数转换电路连接的信号放大模块，在所述测试信号的幅值低于阈值时进行放大后输出至所述模数转换电路。
其中，所述通讯传输模块包括无线发射接收单元、USB接口、RS232接口和RS485接口中的至少一种。
除此之外，本发明实施例还提供了一种模拟示波器装置，包括数据采集传感器、控制器和PC，所述数据采集传感器与被测试对象的引脚连接，采集所述被测试对象输出的测试信号，并将所述测试信号通过内置的AD转换芯片转换为数字信号的测试数据后输出至与所述据采集传感器连接的所述PC，由安装在所述PC的数据处理软件对所述测试数据进行处理之后进行图像绘制和显示，所述控制器与所述数据采集传感器、所述PC连接，接收所述PC的控制指令，控制所述数据采集传感器的信号采集类型。
其中，还包括与所述数据采集传感器连接的放大器，用于在所述测试信号的幅值低于阈值时进行放大后经所述AD转换芯片进行模数转换后输出。
其中，还包括数据传输器，所述数据传输器与所述数据采集传感器、所述PC连接，用于将所述数据采集传感器输出的所述测试数据输出至所述PC，所述数据传输器包括无线发射接收部件、USB接口、RS232接口和RS485接口中的至少一种。
本发明实施例所提供的模拟示波器***和装置，与现有技术相比，具有以下优点：
本发明实施例提供的拟示波器***，包括数据采集模块、通讯传输模块和PC软件数据处理模块，所述数据采集模块与被测对象连接，用于采集所述被测试对象输出的测试信号，并将所述测试信号转换为数字信号输出至所述通讯传输模块，由所述通讯传输模块传输至与所述通讯传输模块连接的所述PC软件数据处理模块，所述PC软件数据处理模块接收所述数字信号，进行处理并绘制实时图像。
本发明实施例提供的模拟示波器装置，包括数据采集传感器、控制器和PC，所述数据采集传感器与被测试对象的引脚连接，采集所述被测试对象输出的测试信号，并将所述测试信号通过内置的AD转换芯片转换为数字信号的测试数据后输出至与所述据采集传感器连接的所述PC，由安装在所述PC的数据处理软件对所述测试数据进行处理之后进行图像绘制和显示，所述控制器与所述数据采集传感器、所述PC连接，接收所述PC的控制指令，控制所述数据采集传感器的信号采集类型
所述模拟示波器***和装置，通过采集被测试对象的模拟信号，然后将模拟信号转换为数字信号，再传输到PC进行处理以及绘图显示，取代现有的专用示波器，在获得示波器功能的同时，降低了使用成本，而且体积远小于示波器的体积，减少了对于空间的占用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的模拟示波器***一种具体实施方式的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的模拟示波器装置的一种具体实施方式的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考图1～图2，图1为本发明实施例提供的模拟示波器***一种具体实施方式的结构示意图；图2为本发明实施例提供的模拟示波器装置的一种具体实施方式的结构示意图。
在一种具体实施方式中，所述模拟示波器***，包括数据采集模块10、通讯传输模块20和PC软件数据处理模块30，所述数据采集模块10与被测对象连接，用于采集所述被测试对象输出的测试信号，并将所述测试信号转换为数字信号输出至所述通讯传输模块20，由所述通讯传输模块20传输至与所述通讯传输模块20连接的所述PC软件数据处理模块30，所述PC软件数据处理模块30接收所述数字信号，进行处理并绘制实时图像。
通过采集被测试对象的模拟信号，然后将模拟信号转换为数字信号，再传输到PC进行处理以及绘图显示，取代现有的专用示波器，在获得示波器功能的同时，降低了使用成本，而且体积远小于示波器的体积，减少了对于空间的占用。
由于数据采集模块10的功能是进行数据采集以及模数转换，在本发明中，数据采集与模数转换电路是集成为一体，也可以是相互独立。在本发明的一个实施例中，所述数据采所述数据采集模块10，包括数据采集电路和模数转换电路，所述数据采集电路与所述被测对象连接，用于采集所述被测试对象输出的测试信号，并输出至与所述数据采集电路连接的所述模数转换电路，由所述数模转换电路将所述测试信号转换为数字信号进行模数转换之后输出值所述通讯传输模块20。
通过将数据采集电路和模数转换电路独立设置，使得可以采用不同类型的数据采集电路，执行不同的数据采集任务，这样能够降低采用功能更加多样强大的数据采集电路带了的成本的增加，提高使用的灵活性。
在实际的数据采集的过程中，数据采集电路由于需要采集不同种类的数据，如与同一被测试对象连接，可以测量其电压的变化，频率的变化等，可以有多种接口，每种接口针对单一类型的测量类型，也可以是同一的接口，采用不同的档位切换方式，实现对不同类型数据的采集，但是这些都会使得整个***的体积庞大，为了解决这一问题，所述模拟示波器***还包括与所述数据采集电路连接的控制模块，所述控制模块与所述PC软件数据处理模块30、所述模数转换电路连接，接收所述PC软件数据处理模块30的控制信号，控制所述数据采集电路的信号采集类型。
通过采用控制模块，通过PC软件数据处理模块30控制控制模块对数据采集电路的数据采集的类型控制，实现在使用单一的接口实现不同类型的数据的采集。
在数据采集的过程中，被测试对象的测试信号的有强有弱，如果被测试信号的强度较小，那么在模数转换的过程中，由于数据的精度是一定的，会使得较小的数据的误差较大，或者是整体的数据采集过程中测试信号的强度都较小，使得最后制作形成的图像非常接近X轴降低了数据的准确性。为了解决这一问题，所述模拟示波器***还包括与所述数据采集电路、所述模数转换电路连接的信号放大模块，在所述测试信号的幅值低于阈值时进行放大后输出至所述模数转换电路。
需要指出的是，本发明对于信号放大模块不做具体限定，可以是是具有单一倍数的放大功能，也可以是具有多倍数的放大工功能，实现对不同强度信号的放大。
通过现将模拟信号进行放大之后，再进行模数转换，使得通过PC软件数据处理模块30处理绘图时，所制作的图像的最大值与最小值之间的变化变得更加明显，实现了类似于改变现有仪表的量程的功能，提高了模拟示波器***的实用性。
在本发明中，测试获得的数据，一般会在通讯传输模块20以及PC软件数据处理模块30之间传输，这种传输可以是有线传输，也可以是无线传输，本发明对此不作具体限定。所述通讯传输模块20包括无线发射接收单元、USB接口、RS232接口和RS485接口中的至少一种。
此外，在本发明中，还可以通过通讯传输模块20或者PC软件数据处理模块30将所获得的数据导出，通过PC软件数据处理模块30更是可以将绘制的图像进行保存后导出，提高了在电子工业对模拟信号的测试随意以及特征分析中的实用性。
除此之外，本发明实施例还提供了一种模拟示波器装置，包括数据采集传感器100、控制器200和PC300，所述数据采集传感器100与被测试对象的引脚连接，采集所述被测试对象输出的测试信号，并将所述测试信号通过内置的AD转换芯片转换为数字信号的测试数据后输出至与所述据采集传感器连接的所述PC300，由安装在所述PC300的数据处理软件对所述测试数据进行处理之后进行图像绘制和显示，所述控制器200与所述数据采集传感器100、所述PC300连接，接收所述PC300的控制指令，控制所述数据采集传感器100的信号采集类型。
通过连接被测试对象的引脚，采集传感器采集所述被测试对象输出的测试信号，并将所述测试信号通过内置的AD转换芯片转换为数字信号的测试数据后输出至与所述据采集传感器连接的所述PC300，由安装在所述PC300的数据处理软件对所述测试数据进行处理之后进行图像绘制和显示，实现示波器的功能。PC300可以采用现有的个人电脑，安装特定的数据处理软件即可，真正需要增加的只是采集传感器、控制器200，体积很小，避免了直接使用示波器，降低了使用成本，减少了示波器对空间的占用。
在数据采集的过程中，被测试对象的测试信号的有强有弱，如果被测试信号的强度较小，那么在模数转换的过程中，由于数据的精度是一定的，会使得较小的数据的误差较大，或者是整体的数据采集过程中测试信号的强度都较小，使得最后制作形成的图像非常接近X轴降低了数据的准确性。为了解决这一问题，所述模拟示波器装置还包括与所述数据采集传感器100连接的放大器，用于在所述测试信号的幅值低于阈值时进行放大后经所述AD转换芯片进行模数转换后输出。
本发明对于述数据采集传感器100、控制器200与PC300的通讯方式不做具体限定，可以为有线传输，也可以为无线传输，所述模拟示波器装置，还包括数据传输器，所述数据传输器与所述数据采集传感器、所述PC连接，用于将所述数据采集传感器输出的所述测试数据输出至所述PC，所述数据传输器包括无线发射接收部件、USB接口、RS232接口和RS485接口中的至少一种。
综上所述，本发明实施例提供的模拟示波器***和装置，通过采集被测试对象的模拟信号，然后将模拟信号转换为数字信号，再传输到PC进行处理以及绘图显示，取代现有的专用示波器，在获得示波器功能的同时，降低了使用成本，而且体积远小于示波器的体积，减少了对于空间的占用。
以上对本发明所提供的模拟示波器***和装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (8)
1.一种模拟示波器***，其特征在于，包括数据采集模块、通讯传输模块和PC软件数据处理模块，所述数据采集模块与被测对象连接，用于采集所述被测试对象输出的测试信号，并将所述测试信号转换为数字信号输出至所述通讯传输模块，由所述通讯传输模块传输至与所述通讯传输模块连接的所述PC软件数据处理模块，所述PC软件数据处理模块接收所述数字信号，进行处理并绘制实时图像。
2.如权利要求1所述模拟示波器***，其特征在于，所述数据采集模块，包括数据采集电路和模数转换电路，所述数据采集电路与所述被测对象连接，用于采集所述被测试对象输出的测试信号，并输出至与所述数据采集电路连接的所述模数转换电路，由所述数模转换电路将所述测试信号转换为数字信号进行模数转换之后输出值所述通讯传输模块。
3.如权利要求2所述模拟示波器***，其特征在于，还包括与所述数据采集电路连接的控制模块，所述控制模块与所述PC软件数据处理模块、所述模数转换电路连接，接收所述PC软件数据处理模块的控制信号，控制所述数据采集电路的信号采集类型。
4.如权利要求3所述模拟示波器***，其特征在于，还包括与所述数据采集电路、所述模数转换电路连接的信号放大模块，在所述测试信号的幅值低于阈值时进行放大后输出至所述模数转换电路。
5.如权利要求4所述模拟示波器***，其特征在于，所述通讯传输模块包括无线发射接收单元、USB接口、RS232接口和RS485接口中的至少一种。
6.一种模拟示波器装置，其特征在于，包括数据采集传感器、控制器和PC，所述数据采集传感器与被测试对象的引脚连接，采集所述被测试对象输出的测试信号，并将所述测试信号通过内置的AD转换芯片转换为数字信号的测试数据后输出至与所述据采集传感器连接的所述PC，由安装在所述PC的数据处理软件对所述测试数据进行处理之后进行图像绘制和显示，所述控制器与所述数据采集传感器、所述PC连接，接收所述PC的控制指令，控制所述数据采集传感器的信号采集类型。
7.如权利要求6所述模拟示波器装置，其特征在于，还包括与所述数据采集传感器连接的放大器，用于在所述测试信号的幅值低于阈值时进行放大后经所述AD转换芯片进行模数转换后输出。
8.如权利要求7所述模拟示波器装置，其特征在于，还包括数据传输器，所述数据传输器与所述数据采集传感器、所述PC连接，用于将所述数据采集传感器输出的所述测试数据输出至所述PC，所述数据传输器包括无线发射接收部件、USB接口、RS232接口和RS485接口中的至少一种。
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